Etude globale des dynamiques spatio-temporelles et des facteurs déterminants des ilots de chaleur urbain

Global surface urban heat islands research for the spatiotemporal dynamics and driving factors

• Auteur / Autrice : Menglin Si
• Direction : Françoise Nerry
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Télédétection
• Date : Soutenance le 22/12/2021
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : José A. Sobrino
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Georges Najjar, Guangjian Yan, Zhao-Liang Li
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : José A. Sobrino, Lingling MA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Climat

Vagues de chaleur

Îlot thermique urbain

Mots clés libres

Surface d'îlot de chaleur urbain mondial

Dynamique spatio-temporelle

Facteurs moteurs

Global surface urban heat island

Spatiotemporal dynamic

Driving factors

Google Earth Engine

Résumé

Le phénomène d'îlot de chaleur urbain de surface (SUHI), qui constitue l'un des problèmes environnementaux thermiques urbains les plus graves, fait l'objet de recherches depuis des décennies. Cependant, la quantification de l'intensité de l'îlot de chaleur urbain (SUHII) est incohérente, en particulier dans les études mondiales à long terme. Les facteurs qui déterminent l'intensité de l'îlot de chaleur à l'échelle mondiale ne sont pas clairs en termes de tendance à long terme et de caractère spatial ou non stationnaires. La faisabilité de la détermination du SUHII pour de multiples types de sols doit être étudiée plus avant dans des études régionales. Compte tenu de ces problèmes, le SUHII global pour 1711 villes au cours de la période 2003-2019 a été quantifié par le schéma dynamique de l'étendue urbaine avec les ensembles de données de température de surface terrestre provenant des spectroradiomètres imageurs à résolution modérée Terra et Aqua par le biais de la plateforme Google Earth Engine. Le SUHII quotidien a été intégré pour décrire les SUHII annuels, estivaux et hivernaux pour le modèle global et les contrastes régionaux. En outre, le taux de changement interannuel des SUHII a été révélé. Le facteur déterminant pour les SUHII du point de vue spatial au point de vue temporel, et la non-stationnarité spatiale a été montré. De nouveaux indicateurs quantitatifs pour le SUHII ont été construits pour vérifier la faisabilité de la méthode de la différence de température urbaine-rurale dans l'étude régionale du SUHII.

As one of the most severe urban thermal environmental problems, the surface urban heat island (SUHI) phenomenon in the field of academic research has been focused for decades. However, the quantification of SUHI intensity (SUHII) is inconsistent especially in global long-term studies. The driving factors for global SUHI are unclear in terms of its long-term trend and spatial non-stationarity. The feasibility of SUHII under multiple rural land types need to be further investigated in regional studies. Given this, the global SUHII for 1711 cities during 2003–2019 was quantified by the dynamic urban-extent scheme with the land surface temperature datasets through the Google Earth Engine platform. The annual, summer, and winter SUHIIs are analyzed for the global pattern and regional contrasts. Further, the interannual changing rate of SUHIIs were revealed. The driving factor for SUHII from the spatial to the temporal perspectives, and the spatial non-stationarity were revealed. New quantitative indicators for the SUHII were constructed to verify the feasibility of the urban-rural temperature difference method in the regional study of SUHII.